수소는 혁명인가 과장인가

수소(H)는 주기율표의 가장 첫 번째 화학원소입니다. 표준 원자량은 1.008로 질량 기준으로 우주의 75%를 구성하고 있는 우주에서 가장 흔한 원소입니다. 순물질은 실온에서 기체 상태로 H2로 존재하며, 1족 원소 중에서 유일한 비금속 원소입니다. 동위 원소로는 중수소와 삼중수소가 있습니다.

 

2000년대 초반, 수소를 지지하는 사람들은 그것이 깨끗한 자동차 시장을 지배할 것이라고 생각했습니다. 하지만 약속된 수소 고속 도로는 두 가지 중요한 이유로 실현되지 않았습니다. 첫째, 수소 전력은 새로운 기반 시설을 필요로 하는 반면 경쟁 배터리 자동차는 거의 독점적인 전력망으로 충전될 수 있습니다. 둘째 당시 고성능 배터리는 이미 컴퓨터와 같은 다른 용도로 잘 개발되어있지만 수소는 그렇지 않았습니다. 그래서 수소는 자동차의 정면 전투에서 졌습니다. 하지만 이제 배터리가 달성하기 위해 애쓰고 있는 운송, 산업 및 난방 작업의 틀을 다시 잡았습니다.

16세기 연금술사 파라켈수스는 금속이 산에 녹을 때 어떤 기체가 발생한다는 사실을 발견하여 그 기체를 수소라고 맨 처음 언급했습니다. 그 당시에는 수소가 일산화탄소와 같은 다른 가연성 기체와 혼동되었지만 1766년 헨리 캐번디시는 수소가 다른 가연성 기체와 다르다는 것을 증명합니다. 1766년 월 타이어는 수소가 연소할 때 물을 만든다는 것을 반견하고 몇 년 후 라부아지에는 이 기체를 수소라고 명명하였습니다.

 

수소 전기차는 수소저장 탱크 내 수소를 직접 태워서 에너지를 발생시키는 것이 아니라 수소와 공기 중 산소의 전기화학반응을 통해 전기를 생성하고 생성된 전기로 모터를 돌려 동력을 발생시키는 원리입니다. 부산물로 물을 배출하며 전기모터 구동으로 소음이 적은 것이 특징입니다. 수소전기차는 저장탱크의 수소와 공기 중 산소를 전기화학반응을 통해 생선 된 전기를 동력으로 활용합니다.

 

영국 정부는 경제 회복 정책 일환으로 의회가 여름 동안 폐회하기 전에 수소 전력을 발표할 계획입니다. 영국이 중국에 배터리 기술 전쟁에서 졌다는 비난으로 인해 촉발되고 있고, 수소 밴드를 그냥 내버려 두어서는 안 됩니다. 정부는 기후 변화 위원회로부터 20년대 초에 대규모 실험을 시작할 것을 권고받았습니다. 실제로 몇 주 안에 버밍험 대학이 개발한 영국 최초의 수소 열차가 정기노선에서 시험될 예정입니다.

 

하지만 그렇게 빠르지는 않습니다. 문제가 없는 것은 없기 때문입니다. 현재 영국에서 팔리고 있는 거의 모든 수소는 천연 가스에서 분리하여 생산되고 있습니다. 하지만 그것은 비용이 많이 들고 행성을 데우는 많은 이산화탄소를 배출합니다. 문제는 수소 생산 허브에서 이산화 탄소를 포획한 후 탄소 포집 및 저장 장치로 매립함으로써 해결할 수 있습니다. 하지만 이렇게 하면 비용이 증가할 것입니다. 수소전기차의 가격이 등급 내연기관 및 전기차에 비해 고가인 이유는 연료전지스택 등 핵심부품의 가격이 비싸기 때문입니다. 수소전기차 가격 하락을 유도하기 위해 정부는 기술개발 지원확대를 통해 핵심부품 국산화율 100% 달성을 추진하고있습니다. 아울러 연간 생산 능력 확충을 통해 규모의 경제에 따른 생산 하락이 이루어진다면 가격경쟁력 확보가 가능하다고 판단하고 있습니다. 

수소탱크는 고압에서도 잘 견딜 수 있도록 철보다 10 높은 강도를 가진 탄소섬유 강화 플라스틱으로 제작 되었습니다. 충격을 완화시켜 주는 장치와 화염에 오래 견디도록 특수 코팅을 적용하여 안전성을 확보했습니다. 기본적으로 차량에 수소탱크가 설치된 상태에서 내연기관 차량과 동일한 조건으로 충돌시험을 진행하여 안전성을 검증했습니다. 추가적으로 총격시험, 화염시험, 극한온도 반복시험, 투과시험, 낙하시험 등 수소탱크에 대한 인증시험을 두루 실시했습니다.

 

수소는 미래 한국의 청정 에너지 사회 진입을 위해 필수적인 요소입니다. 산업 발전 및 국민 삶의 질 개선에도 다음과 같은 상당한 기여를 할 것으로 예상합니다. 빠르게 성장하는 글로벌 수소 경제에서 한국은 앞선 기술을 바탕으로 세계시장을 선도할 수 있습니다. 한국은 이미 수소전기차 및 연료전지 부문에서 상당한 기술을 보유중입니다. 수소는 한국의 발전, 수송, 산업 및 건물을 비롯한 다양한 부문의 탈탄소화에 지대한 기여를 할 수 있습니다. 수소 도입을 통한 에너지원 다각화로 국가 에너지 안보를 향상시킬 수 있습니다.